赛汉塔拉凹陷断裂系统及其控藏作用

屈晓艳，何洪春



赛汉塔拉凹陷断裂系统及其控藏作用

屈晓艳1，何洪春2

（1．中国建筑材料工业地质勘查中心四川总队，成都 610017；2．成都理工大学地球科学学院，成都 610059）

在精细解释地震剖面基础上，详细分析了断裂系统特征，划分了早期伸展、中期张扭和晚期反转等三套断裂系统。断裂生长演化控制生储盖、圈闭、运聚等成藏要素，从而控制成藏作用。

断裂系统；控藏作用；赛汉塔拉凹陷

赛汉塔拉凹陷是二连断陷盆地群内的主要富油凹陷之一，其油气资源丰富、勘探潜力巨大，但是其复杂的地质构造长期以来一直制约着油气勘探。前人对赛汉塔拉凹陷沉积及层序地层的研究成果丰富，但对断裂系统及其控藏作用的研究甚少。然而，国内外大量的理论研究与勘探实践[1-2]表明，断裂系统对油气成藏具有十分重要的控制作用。近年来，赛汉塔拉凹陷新增大量的地震剖面和钻井资料，油气勘探取得了重要进展。在此基础之上，本文利用地震资料和钻井资料研究赛汉塔拉凹陷断裂系统特征，并探讨其对油气成藏的控制作用。

1 区域地质概况

二连盆地南北宽20km~220km，总面积10×104km2，是东北亚断陷盆地群的一个典型中生代断陷盆地[3]，大地构造位置处于中朝板块与西伯利亚板块之间的中亚造山带的东段[4-6]。

赛汉塔拉凹陷位于二连盆地腾格尔坳陷的西南部，是二连盆地的主要富油凹陷之一[7]。赛汉塔拉凹陷为北东走向，总体上呈舒缓的“S”状。在断裂系统控制下，赛汉塔拉凹陷东断西超，发育“东西分带、南北分块”的构造格局，可划分为东部陡坡带、东部洼槽带、中央断裂带、西部洼槽带和布和构造带等五个一级构造单元（图1）。

钻井资料显示，赛汉塔拉凹陷的盖层地层发育齐全，从老到新依次是侏罗系下统阿拉坦合力群，上统兴安岭群，下白垩统阿尔善组、腾格尔组、赛汉塔拉组，和上覆的新生界。

2 断裂系统特征

赛汉塔拉凹陷发育Tg反射界面、T6反射界面和T2反射界面三个重要构造界面。这三个界面在垂向上将赛汉塔拉凹陷划分为基底构造层、断陷构造层、断拗构造层和拗陷构造层。据此将赛汉塔拉凹陷划分为三套断裂系统：即贯穿断陷构造层的早期伸展断裂系统、贯穿断拗构造层的中期张扭断裂系统和贯穿拗陷构造层的晚期反转断裂系统（图2）。

2.1 早期伸展断裂系统

Tg－T6界面之间发育的断裂构成早期伸展断裂系统。早期伸展断裂系统主要发育走向NNE－NE向主干基底断裂，NEE向次级基底断裂次之，其间发育一些NNW－近SN向和近EW向的变换断层（图3）。断层的形态主要有直线形，弧形，“S”形，反“S”形。断层规模相对较大，延伸长度一般集中在0.5~2km之间。

断层性质主要为张性正断层，控制侏罗系－腾一段沉积洼陷的空间分布格局。主干断层控制洼陷边界，次级断层控制洼陷内部次级沉降中心的分布，主干断层为后期走滑断层的复活奠定了基础，进而奠定了整个赛汉塔拉凹陷的宏观构造格局。

2.2 中期张扭断裂系统

T6－T2界面之间发育的断裂构成中期张扭断裂系统，包括长期继承性活动的主干基底断裂和次级盖层断层。T6界面断裂北密南疏，赛四构造带断裂密度大。T3界面断裂南密北疏，扎布构造带断裂密度大。次级盖层断层以近SN向、NNW向为主，部分NNE向、NE向断层是继承性活动的基底断层或基底断层的分支断层（图4）。断层的形态主要有直线形、弧形、“S”形和反“S”形。断层规模小，平面延伸距离较短，一般小于0.5km。平面上次级断层围绕主断层形成断层密集带，存在明显的走滑变形特征。

断层性质为走滑正断层，对沉积沉降中心的迁移具有调节作用。凹陷局部主干断层对沉积具有控制作用，局部控制作用微弱。区域构造格局发生根本性转变，由断陷期北北东向构造格局转变为由北北东向主干断层与近南北向－北北西向分支断层构成的带状展布格局。

2.3 晚期反转断裂系统

T2反射层及其之上的浅部地层发育的断裂构成晚期反转断裂系统。反转断裂主要是在挤压应力作用下，长期继承性活动的断层发生正反转作用。在主断层发生反转的同时，形成了一些近SN向的次级盖层断层。反转断裂系统断裂数量少，零星分布。

3 断裂系统对油气成藏的控制

3.1 断裂幕式活动控制沉积作用

赛汉塔拉凹陷断层活动强烈，多期次的断层活动使沉积厚度及沉积相无论在平面上还是垂向上，都具有变化大、变化快的特点。从沉积分析入手，研究同沉积断裂系统对沉积体系的控制作用，能促进对油气分布规律的认识。

阿尔善沉积时期为凹陷的初始断陷期，东部边界断层活动强烈，地形落差大（图5）。沉积初期，水体范围主要分布在东部边界断层一侧，西部为古凸起，未接受沉积。沉积后期，水体范围扩大，周边发育扇三角洲沉积体系，湖盆内部沉积了较厚的湖相泥岩，成为凹陷第一套烃源岩层。

腾一段沉积时期为凹陷的强烈断陷期，东部边界断层活动剧烈，与阿尔善组沉积时期相比地形落差减小，隆洼相间的构造格局已经形成，水体面积扩大（图5）。该时期，赛10井断层、扎布断层和东部边界断层活动强烈，故在北部洼槽带（西部洼槽北段）、扎布构造带和东部洼槽带接受稳定的湖相沉积，成为本区第二套烃源岩，也是本区良好的区域盖层。北部布和鼻状构造带、赛四构造带、东部陡坡带和西部斜坡带发育扇三角沉积体系，形成储集层。

腾二段沉积时期凹陷处于断拗转换期，断层活动减弱，但赛四断层系和赛10井断层系活动剧烈，故在赛四构造带和北部洼槽带沉积巨厚的湖相泥岩（图5）。而湖盆边缘的扇三角洲砂砾岩体向湖盆中心快速推进，形成凹陷内良好的储集层。

赛汉塔拉沉积期凹陷萎缩，断层活动趋于平静，地形趋于平坦，湖盆收缩沼泽化，发育河流、沼泽相沉积（图5）。

综上所述，赛汉塔拉凹陷不同构造旋回控制不同的沉积旋回，从而控制生油层、储集层和盖层的发育、分布及其相互配置关系。

3.2 断裂控制有利圈闭的形成及分布

断层在阿尔善组－腾一段时期的伸展变形形成了大量断鼻和断块圈闭。阿尔善组沉积时期圈闭主要分布在赛四、扎布构造带和陡带。其中，陡带主要发育与锡林断层有关的断鼻圈闭以及断层－岩性圈闭，如赛82井圈闭；扎布构造带主要在扎布断层上升盘发育墙角型断块圈闭，如赛54井圈闭；赛四构造带发育断块圈闭，主要与赛四断层及其上升盘一系列三级断层有关，如赛5井圈闭。腾一段发育断块圈闭，主要分布在赛四构造带。断层在腾二段沉积时期的张扭变形促进了先期圈闭的进一步形成，同时也形成了新的圈闭，主要分布在主干基底断层附近；另一方面，在张扭作用下，次级断层围绕主走滑断层形成负花状断层组合和张扭断鼻、张扭半背斜以及张扭断块圈闭。赛汉塔拉组沉积时期，断层活动微弱，基本没有形成新的圈闭，对先期的圈闭也没有太大的改造作用，因此，腾二段断层活动之后，凹陷的圈闭基本定型。

3.3 断裂对油气运聚的控制作用

赛汉塔拉凹陷活动期次可划分为三期：阿尔善组－腾一段伸展变形阶段，腾二段－赛汉组张扭变形阶段，赛汉组沉积末期反转变形阶段。断裂在油气成藏中具有双重作用，既可以作为油气运移的通道，又可以作为圈闭的侧面遮挡体。

1）早期伸展断裂。早期伸展断裂形成于阿尔善组或腾一段，主要分布在赛东洼槽。早期伸展断裂变形带形成泥岩涂抹，具有侧向封闭条件，且活动时期早于成藏关键期，封闭条件未遭到破坏，在油气成藏中主要起遮挡作用。该期断裂控制形成的油藏典型特征是烃源岩与储集层为同一层，油气运移距离短，断裂侧向封闭起遮挡作用。这类油藏主要为分布在赛东洼槽带的阿尔善组油藏。

2）早期伸展中期张扭断裂。早期伸展中期张扭断裂为早期（阿尔善组或腾一段）发育的断裂，在腾二段沉积时期整体表现为张扭变形，此类断层多为赛四断层上升盘的三级断层。该套断层和烃源岩大量排烃期相耦合，为主要的油源断层。赛四构造带阿尔善组和腾一段油藏主要受这类断层控制。

3）早期伸展中期张扭晚期反转断裂。早期伸展中期张扭晚期反转断裂前期活动和早期伸展中期张扭断裂一致，赛汉组沉积末期凹陷整体回返，断层在压扭应力场下再次活动，此类断层主要为二级控带断层。该类断层早期活动和大量排烃期相耦合，为该区主要的油源断层，控制的油藏多层系分布，本区典型代表是扎布断层。扎布断层两侧古生界潜山油藏、阿尔善组油藏、腾一段油藏和腾二段油藏均有分布。扎布断层将上盘成熟的阿尔善组烃源岩侧向运移至下盘古生界顶面的风化壳之中，并由不整合面遮挡形成潜山油藏。阿尔善组和腾一段油藏成藏过程中扎布断层是作为运移通道还是作为封挡条件需要进一步研究。扎布构造带腾二段的生油岩埋藏浅，处于未成熟阶段，不能作为有效的烃源岩，而其下伏的成熟的阿尔善组和腾一段生油岩均已达到生油高峰，但与腾二段之间存在400m多的巨厚泥岩，砂层极不发育，缺乏输导层，油气只能沿着扎布断层垂向运移，聚集成藏。该类断层虽然晚期活动晚于成藏时间，但由于活动微弱，并未对已形成的油气藏造成破坏。

4 结论

1）赛汉塔拉凹陷发育早期伸展、中期张扭和晚期反转等三套断裂系统。

2）赛汉塔拉凹陷断裂构造控制成藏作用：断裂幕式旋回控制沉积旋回，从而控制生储盖的发育及配置关系。断裂的形成演化与圈闭密切相关，并在油气成藏过程中提供通道或起遮挡作用。

[1] Lezzar K E, Tiercelin J J, Turdu C L, et al. Control of normal fault interaction on the distribution of major Neogene sedimentary depocenters, Lake Tanganyika, East African rift[J]. AAPG, 2002, 86（6）: 1027-1060.

[2] 漆家福, 肖焕钦, 张卫刚. 东营凹陷主干边界断层（带）构造几何学、运动学特征及成因解释[J]. 石油勘探与开发, 2003, 30（3）: 8～12.

[3] 任纪舜, 陈廷愚, 牛宝贵. 中国东部及邻区大陆岩石圈的构造演化与成矿[M]. 北京：科学出版社, 1990.

[3] 任纪舜, 王作勋, 陈炳蔚等. 从全球看中国大地构造—中国及邻区大地构造图简要说明[M]. 北京: 地质出版社, 1999.

[4] 程裕淇. 中国区域地质概论[M]. 北京: 地质出版社, 1994.

[5] Li J Y. Permian geodynamic setting of Northeast China and adjacent regions: closure of the Paleo-Asian Ocean and subduction of the Paleo-Pacific Plate. Journal of Asian Earth Sciences, 2006, 26（3-4）: 207-224.

[6] 闫文华, 张万福, 张立新, 等. 二连盆地赛汉塔拉凹陷地质综合评价及目标优选[J]. 石油地球物理勘探, 2008, 43（1）: 139-145.

[7] 屈晓艳, 杨明慧, 罗晓华, 等. 二连盆地赛汉塔拉凹陷伸展构造特征及其控藏作用[J]. 现代地质, 2013, 27（5）: 1023-1032.

Fault System and Its Control Role for Oil-Gas Reservoir in the Saihan Tal Depression

QU Xiao-yan HE Hong-chun

(1-Sichuan Division, Geological Exploration Center for the China Building Material Industry, Chengdu, Sichuan 610017; 2-College of Earth Science, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

This paper has a detailed discussion on fault system on the basis of careful explanation of seismic profile data of the Saihan Tal depression. The study indicates that oil gas reservoir formation in the depression is controlled by fault system its evolution.

fault system; control on hydrocarbon accumulation; Saihan Tal depression

P618.13

A

1006-0995（2015）01-0068-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.016

2014-05-23

屈晓艳（1987-），女，四川巴中市人，硕士研究生，构造地质学专业